13º Congresso Brasileiro de Polímeros
18 e 22 de Outubro de 2015
Natal - RN - Brasil
INFLUÊNCIA DE PARTÍCULAS ELASTOMÉRICAS NO COMPORTAMENTO REOLÓGICO E
MECÂNICO DA BLENDA POLICARBONATO/POLI(METACRILATO DE METILA)
Thatiana C. P. de Macedo¹*; Francione B. de Araújo2, Juciklécia S. Reinaldo1, Rosângela C. Balaban3 , Edson N. Ito4**.
de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PPgCEM /UFRN, 2 Graduação em Engenharia de Materiais UFRN,
3Instituto de Química da UFRN, 4 Engenharia de Materiais UFRN.
1Programa
Endereço: Av. Sen. Salgado Filho, 3000, CEP: 59078-970, Natal - RN. e-mail: [email protected]*; [email protected]**
Resumo
Resultados
O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo do
comportamento reológico e mecânico da blenda policarbonato/poli(metacrilato
de metila) (PC/PMMA), utilizando um PMMA com partículas elastoméricas até a
inversão de fase. A mistura das blendas foi realizada em extrusora dupla rosca
co-rotacional, com posterior, moldagem por injeção. As caracterizações
mecânicas foram realizadas por ensaio de tração uniaxial e resistência ao
impacto Izod. Ensaio reológico foi realizado por meio de medidas de índice de
fluidez (MFI). Os resultados do MFI demonstraram que o PMMA apresenta
fluidez ligeiramente menor que o PC e que a adição de 5% em massa de PC ao
PMMA proporcionou um aumento significativo da fluidez quando comparada
com os polímeros puros. O ensaio de tração mostrou que o PC apresenta maior
resistência máxima à tração, maior módulo de elasticidade e maior alongamento
na ruptura. A adição de 5% de PMMA na matriz de PC não influencia nas
propriedades, mas com o aumento do percentual de PMMA diminuiu as
propriedades mecânicas da blenda. O PC apresenta resistência ao impacto
elevada, quando comparado ao PMMA, mas a adição de 30% de PC em PMMA
elevou a resistência ao impacto da blenda PC/PMMA.
Palavras-chave: Blendas PC/PMMA, PC, PMMA elastomérico.
A Fig. 2 apresenta os resultados do índice de fluidez e a Fig. 3 . apresenta
as diferenças de alongamento até a ruptura em relação ao comprimento original
dos corpos de prova.
Figura
– Resultadosdodoíndice
índicede
de fluidez.
fluidez.
Figura
2 –1 Resultados
Figura
– Corposde
de prova
prova antes
e após
o ensaio
de tração.
Figura
3 –2Corpos
antes
e após
o ensaio
de tração.
Os resultados do ensaio de tração estão dispostos na Tabela 2.
Tabela 2 – Resultados do ensaio de tração.
Introdução
Uma forma de obter novos materiais poliméricos é o desenvolvimento de
blendas poliméricas, que são usualmente mais baratos e rápidos do que a
síntese de novos polímeros, ou a criação de novas rotas de polimerização,
possibilitando a melhoria das propriedades dos polímeros já existentes. Isto é,
realizar misturas físicas de dois ou mais polímeros e/ou copolímeros, sem que
ocorra elevado nível de interação química entre os mesmos [1].
O poli(metacrilato de metila) (PMMA) e o policarbonato (PC) são dois
polímeros importantes com alta transparência, sendo que: i) o PMMA apresenta
alta dureza superficial, com baixa resistência ao impacto e ao calor, ii) o PC
apresenta maior resistência ao impacto, mas baixa dureza superficial. Dessa
forma, a mistura mecânica do PC com o PMMA pode resultar na combinação de
propriedades não encontrada em um único polímero [2].
Este trabalho possui como objetivo preliminar estudar o comportamento
reológico e mecânico da blenda PC/PMMA, utilizando o PMMA com partículas
elastomérica. Muitos trabalhos [4-15] foram publicados nas últimas décadas com
a blenda binária PC/PMMA, mas nenhum dos trabalhos avaliados utilizava um
sistema complexo de mistura com mudanças de viscosidade em função da
tensão interfacial entre as partículas elastoméricas com a fase dos polímeros
PMMA e PC.
Experimental
Materiais
Foram utilizados os polímeros policarbonato (Durolon® VR 2200), com
índice de fluidez de 16g/10min (300ºC/1,2kg - norma ASTM D1238); e o
poli(metacrilato de metila) elastomérico (PMMA) (Acrigel® ECP 800), índice de
fluidez de 1,3g/10min (230º/3,8 Kg - norma ASTM D1238), ambos da Unigel
Plásticos S/A. As composições da blenda PC/PMMA estudadas são
apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1 – Composições da blenda.
Métodos
Polímeros
PC
PC/PMMA
PC/PMMA
PC/PMMA
PC/PMMA
PC/PMMA
PMMA
Composição (% em massa)
100
95/5
70/30
50/50
30/70
5/95
100
Composição
(% em massa)
PC (100)
Resistência Máxima
(MPa)
57,55 ± 0,37
2,22 ± 0,05
Alongamento na ruptura
(%)
91,88 ± 15,53
PC/PMMA (95/5)
54,10 ± 0,35
2,07 ± 0,03
94,77 ± 1,55
PC/PMMA (70/30)
48,17 ± 0,15
1,79 ± 0,07
68,35 ± 3,86
PC/PMMA (50/50)
44,57 ± 0,07
1,83 ± 0,03
64,26 ± 5,36
PC/PMMA (30/70)
39,47 ± 0,19
1,65 ± 0,01
64,75 ± 4,88
PC/PMMA (5/95)
31,41 ± 0,02
1,43 ± 0,03
55,95 ± 3,60
PMMA (100)
30,52 ± 0,09
1,29 ± 0,01
47,25 ± 9,56
Módulo de Elasticidade (GPa)
Os resultados de resistência ao impacto Izod estão dispostos na Fig. 4.
Figura
4 – Resultados
dadaresistência
aoimpacto
impacto
Izod.
Figura
3 – Resultados
resistência ao
Izod.
Conclusão
Os resultados deste trabalho contribuíram para analisar o comportamento
reológico e mecânico da blenda PC/PMMA, utilizado um PMMA elastomérico.
Os estudos realizados até a inversão de fase conduziram a indícios da região de
inversão de fase na blenda em função dos resultados observados. Estudos mais
detalhados em composições específicas devem ser realizados, há necessidade
de um estudo morfológico criterioso em baixas concentrações de fase dispersa
para verificar o limite para que a blenda se torne transparente, assim como, em
altas concentrações dos dois polímeros para avaliar a inversão de fase da
blenda PC/PMMA.
Referências
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Agradecimentos
Figura 1 – Fluxograma da metodologia utilizada.